Dienstag, 23. Juli 2019
Navigation öffnen

Medizin

12. Juni 2019 Zellbiologen entdecken neuen Protein-Abbau-Weg mit unerwarteter Funktion

Damit Zellen ihre Funktion erfüllen und gesund bleiben, müssen laufend neue Proteine gebildet sowie alte und fehlerhafte Proteine entfernt werden. Defekte in diesen Prozessen können zu Erkrankungen wie Krebs oder Neurodegeneration führen. Ein Team um den Zellbiologen David Teis vom Biozentrum der Medizin Uni Innsbruck konnte nun einen neuen Protein-Abbau-Weg identifizieren, der zudem auch eine essentielle Funktion im intrazellulären Lipidstoffwechsel erfüllt. Das neue Wissen lässt potentielle Therapie-Ansätze für den gezielten Abbau von Proteinen erwarten.
Anzeige:
Zellen müssen ihren intrazellulären Abfall entsorgen und recyclen. Für den gezielten Abbau von Membran-Proteinen waren bisher 2 Entsorgungswege bekannt: ERAD (ER-assoziierte Proteindegradation) und der „multivesicular body“ (MVB) Weg, der vom Proteinkomplex ESCRT („endosomal sorting complexes required for transport“) gesteuert wird. „Sind diese Abbauprozesse aufgrund einer Fehlfunktion gestört, kann das zu schwerwiegenden Erkrankungen von Krebs bis Neurodegeneration führen“, weiß Teis, der mit seinem Team an der Sektion für Zellbiologie des Innsbrucker Biozentrums seit vielen Jahren zum Zellstoffwechsel forscht und die Funktion des ESCRT-Komplexes bereits maßgeblich aufklären konnte. 

Regieübernahme bei der zellulären Müllentsorgung

Im Rahmen eines FWF-geförderten Projekts und in Zusammenarbeit mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern der ETH Zürich, der Universität Osnabrück und dem Research Institute of Molecular Pathology, IMP, in Wien stellte sich Erstautor Oliver Schmidt aus dem Innsbrucker Biozentrum die Frage, ob tatsächlich alle Protein-Abbauwege in Zellen bekannt sind oder nicht. Mit Bäckerhefe, einem Modellorganismus, in dem diese hoch konservierten Abbau-Wege ebenso zu finden sind wie in humanen Zellen, entdeckte das Team tatsächlich einen neuen Abbau-Weg. „Durch die Ausschaltung des ESCRT-Systems konnten wir mit genetischen Screens erkennen, dass ein weiterer Mechanismus – EGAD (Endosome und Golgi-assozierte Degradation) – eine zentrale Rolle im Müllmanagement übernimmt“, so Schmidt. Der EGAD-Prozess benutzt eine molekulare Maschine, die unter anderem Membran-Proteine aufspürt, die verwaist sind und nicht auf den richtigen Organellen sitzen. Sind diese verwaisten Proteine einmal erkannt, sorgt EGAD dafür, dass sie für den Abbau markiert und aus der Membran der Organellen herausgelöst werden. Erst in dieser Form können sie vom Proteasom, einem zellulären Müllzerkleinerer, abgebaut werden. 

Überraschende Rolle im zellulären Lipidstoffwechsel

Unter den Proteinen, die über den EGAD-Pfad abgebaut werden, fanden sich auch viele, die im Fettstoffwechsel der Zelle eine Rolle spielen. „Unsere Experimente zeigen, dass zu wenig Sphingolipide produziert werden, wenn der EGAD-Weg nicht funktioniert“, erklärt Teis. Sphingolipide sind spezielle Fettmoleküle und einer der Hauptbestandteile in der Membran tierischer Zellen. Ein Mangel an Sphingolipiden führt zu einer falschen Zusammensetzung der Membranen und damit zu schweren Membran-Defekten. Die Zellen regeln die Produktion von Sphingolipiden über die Orm-Proteine. „Orm2, ein Substrat des EGAD-Wegs, das wir im Hefe-Modell gefunden haben, kommt auch in humanen Zellen vor und wird mit der Entstehung chronisch entzündlicher Erkrankungen in Verbindung gebracht“, so Schmidt, der sich vor diesem Hintergrund in weiteren Untersuchungen auf den Einfluss des EGAD-Pfades im Rahmen des Fettstoffwechsels fokussieren will. 

Der EGAD-Pfad könnte sich als vielversprechende Angriffsfläche für neue therapeutische Ansätze erweisen. „Unsere Ergebnisse dürften für künftige biotechnologische Innovationen, also für die Entwicklung von Medikamenten relevant sein, mit denen Proteine gezielt abgebaut werden sollen. Damit könnte es gelingen, die schädliche Akkumulation von Proteinen zu korrigieren und die Behandlung von damit verbunden Erkrankungen zu ermöglichen“, schließt Teis.

Quelle: Medizinische Universität Innsbruck


Das könnte Sie auch interessieren

Ängste und Zurückweisung beim Thema AIDS abbauen

Ängste und Zurückweisung beim Thema AIDS abbauen
© psdesign1 / Fotolia.com

Dank moderner Medikamente können die rund 87.000 Menschen in Deutschland mit HIV beziehungsweise AIDS heute fast normal leben. Stattdessen belasten mitunter Ausgrenzung, Zurückweisung und Angst Betroffene heute schwerer als die eigentliche Erkrankung. „Vorurteile und mangelndes Wissen sind oft die Hauptursachen für Ausgrenzung und Zurückweisung von HIV-Positiven. Dem wollen wir unter anderem mit einer Telefon-Hotline entgegenwirken“, so Dr. Ursula Marschall, leitende Medizinerin der BARMER.

5 Tipps für ein Leben mit Diabetes

5 Tipps für ein Leben mit Diabetes
© pikselstock / fotolia.com

Laut der Deutschen Diabetes-Hilfe erkranken jeden Tag rund 1.000 Menschen in Deutschland neu an Diabetes. Mediziner unterscheiden dabei je nach Ursache zwischen zwei Typen. Sowohl der Typ 1 als auch der Typ 2 äußern sich in einem chronisch erhöhten Blutzuckerspiegel aufgrund von Insulinresistenz oder -mangel. Dadurch staut sich Zucker in den Blutgefäßen an. Bleibt eine Diabeteserkrankung unentdeckt, führt dies zur Schädigung der Blutgefäße und anderer Organe. Damit Betroffene trotz Erkrankung ihr Leben genießen können, gilt es...

"Vorsorge für den Ernstfall" - Verbraucherinformation der DKV

"Vorsorge für den Ernstfall" - Verbraucherinformation der DKV
© pressmaster / Fotolia.com

Ein schlimmer Unfall oder eine schwere Krankheit kann Menschen in eine Situation bringen, in der sie sich nicht mehr mit dem Arzt verständigen können. Dann hilft eine Patientenverfügung: Hier kann jeder festlegen, welche medizinische Versorgung er im Notfall wünscht – und welche nicht. Das Dokument entlastet auch die Angehörigen, die als Betreuer sonst Entscheidungen über lebenserhaltende Maßnahmen treffen müssten. Wie eine Patientenverfügung aussehen muss, damit sie gültig ist, weiß Dr. Wolfgang Reuter, Gesundheitsexperte der...

Wie ändert sich die Wahrnehmung im Alter?

Wie ändert sich die Wahrnehmung im Alter?
© Universitätsklinikum Jena / fotolia.com

Im Gedächtniszentrum am Universitätsklinikum Jena untersuchen und behandeln Ärzte, Neuropsychologen und Ergotherapeuten Patienten mit dem Verdacht einer beginnenden Demenzerkrankung. Sie erforschen, wie sich Wahrnehmung und Aufmerksamkeit im Alter verändern und worin sich diese Veränderungen beim gesunden Altern und der beginnenden Demenz unterscheiden. Ihr Ziel ist die frühzeitige Identifikation von Patienten mit einem erhöhten Risiko für eine Demenz, um deren Entwicklung bestmöglich entgegen wirken zu können.

Sie können folgenden Inhalt einem Kollegen empfehlen:

"Zellbiologen entdecken neuen Protein-Abbau-Weg mit unerwarteter Funktion"

Bitte tragen Sie auch die Absenderdaten vollständig ein, damit Sie der Empfänger erkennen kann.

Die mit (*) gekennzeichneten Angaben müssen eingetragen werden!

Die Verwendung Ihrer Daten für den Newsletter können Sie jederzeit mit Wirkung für die Zukunft gegenüber der rsmedia GmbH widersprechen ohne dass Kosten entstehen. Nutzen Sie hierfür etwaige Abmeldelinks im Newsletter oder schreiben Sie eine E-Mail an: info[at]rsmedia-verlag.de.